2012 Fiscal Year Annual Research Report
高気相体積率・高粒子濃度の汚染系スラリー気泡塔内流れの把握と数値予測技術の開発
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24360070
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
冨山 明男 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30211402)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 茂雄 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10252793)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 混相流 / スラリー |
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| Research Abstract |
天然ガス有効利用技術として期待されている天然ガス液化技術やDME(ジメチルエーテル)直接合成技術では、Fisher-Tropsh合成反応塔、すなわち微粒子を固体触媒とする高気相体積率・高粒子濃度の汚染系スラリー気泡塔の開発が要となるが、本気泡塔内で生じる高気相体積率汚染系固気液三相多分散気泡流に関する知見は殆んどない状況にある。本研究では、この流れの理解・モデル化と数値予測技術の開発を目的として、(1)気泡の合体・分裂特性に及ぼす界面活性剤と微小粒子の複合効果に関する基礎実験とモデル化、(2)高気相体積率・高粒子濃度の汚染系気泡塔内流動特性の把握と実験データベースの構築、(3)高気相体積率・高粒子濃度の汚染系固気液三相気泡流の計算手法の開発を実施する。平成24年度は、要素研究(1)に関して、高濃度スラリーにおける気泡合体鴨分裂過程の観察用小規模狭並行平板間気泡流動観測装置を製作し、粒子体積濃度・粒子径をパラメータとして、2気泡が合体に要する時間を測定した。本実験により、気泡合体の粒子濃度・粒子径依存性に関する基本的知見が得られた。要素研究(2)については、中規模気泡塔を製作し、気相流量・流入気泡径・粒子径・粒子濃度・界面活性剤の濃度等を実験パラメータとした汚染系スラリー気泡塔流動試験を実施できる環境を整えた。また、粒子体積濃度・粒子径・気相流量をパラメータとして、粒子が気泡塔内気相体積率に及ぼす影響を調べた。要素研究(3)に関しては、既に開発済みのスラリー系固気液三相多分散気泡流計算手法を用いて、(2)で実施した実験条件で計算を実施し、実験結果との比較から改善すべき要素モデルを抽出した。また、(1)で得られる気泡合体に要する時間に関する知見を気泡合体モデルに、気泡分裂効率に関する知見を組み込み、現在の実験範囲では気泡合体効率・分裂効率のモデル修正により粒子の混在の影響を考慮できる見込みが得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、実験実施環境を概ね整えることが完了しており、基礎データに関しても概ね収集できた。この結果、当初計画どおり、次年度は種々のパラメータ依存性に関するデータの収集およびその分析作業に問題なく移行できることから本判定とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画どおり研究が進展しており、このまま計画通りに研究を遂行する予定である。
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